大跨度钢桥设计及典型案例连载二:钢桁梁及整体节点设计
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公路钢桥规范-关于钢桁梁规定
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/ ?1 L V* V& k# G9 x" |; M$ [/ g核心在哪里?结构体系、构件设计、连接构造
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) V% b1 M9 U! P$ A* W3 S( j1960年代,我国钢桁梁开始采用焊接与栓接技术。起初是少焊多栓,即工厂焊接制造、工地螺栓连接。
4 O. ~/ Q2 o4 m5 ]. W, z1990年代京九线孙口黄河大桥开始采用整体节点技术。
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整体节点技术: 将节点散件焊接成整体,是显著的技术进步,具有实际的经济与社会效益。8 [: V, I) O L1 H- m! V
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. V. [4 e1 v! r* ]0 U z- S整体节点技术的优势:
5 @0 M% r9 v- s: G8 D$ P6 I2 l整体节点节省高强度螺栓,较散拼节点节约30%以上;整体节点不需进行预拼,节省工时及拼装场地 ;整体节点安装省时省力;整体节点的节点刚度大、整体性好。
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节点板:
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: `$ z. S3 W: u& S9 B; I; }, Y节点板是重要的部件,竖杆与斜腹杆内力全部传给节点板,整体节点箱形弦杆内力50%以上传给节点板,所以节点板起着传递和平衡主桁杆件内力的重要作用,它的厚度计算分为两部分:一是弦杆需要的厚度,二是腹杆连接所需要的厚度。
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4 Z$ h# ^; E$ G6 F R箱形杆件的横隔板:
' ]8 z: m& c6 }隔板是杆件和节点中的重要板件,它的作用有两个:一是保证杆件形状和板间距离的重要零件;二是,在有横梁连接的节点内,将横梁端部的竖向剪力向外侧节点板传递,使内外侧节点板的竖向力达到均衡。 杆件两端和截面变化处须设置横隔板。杆件横隔板由于制造组装顺序关系,往往不能做到周边焊接,这时与竖向腹板或节点板的焊接是必须的。% T# |: o3 R0 l0 B" b' B$ } ?
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横梁与节点连接:
0 F. y; [& }! ^( M4 j横梁与节点连接实际上是横梁接头与节点连接,横梁则是直接与它的接头连接。横梁接头的腹板及翼缘板与节点连接,是整体节点中的又一个重要的构造。
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/ ]) Z! [4 x' z4 K平联与节点的连接:
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平联与节点的连接,关键是连接的细节处理。平联内侧节点板两端是疲劳抗力的薄弱环节,必须认真处理。具体做法是,先将节点板两端加宽约10mm,以便进行角焊缝施工。焊好后,磨除加宽部分,打磨匀顺,并锤击。
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1 } V4 G6 v, s8 |" U/ m5 |节点内箱形弦杆的角焊缝应力:
7 _6 n# d9 ] }; S, ?0 | L# ]# L/ j箱形弦杆的角焊缝应力在节点范围内和节点范围外显然是不同的。在节点内,斜杆的水平分力首先作用于两块节点板,经由焊缝向上(或下)翼缘传递不平衡力,焊缝承担剪应力。8 q2 m9 y! B6 C# ?. |# d
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设计中的其他细节构造:: q+ _" m% L2 x6 d: D
钢桁节点板应力水平高,主要原因是主桁构件内力全部由节点板传递、平衡
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平联节点板设置
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- Q# ]9 n! x2 ?# ~3 Y1 k8 M横撑隔板在节点板内、外侧对应设置
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竖杆在节点板范围隔板,与横梁腹板有一定长度的搭接0 I) U9 t5 ^( J3 C/ O4 I8 I: z1 D) A
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